建环专业与土木工程一级学科课程体系融合改革与探讨

赵靖　王佩佩　朱能

摘  要：随着时代日新月异的发展，国家和社会对建筑环境与能源应用工程专业（建环专业）人才的需求也在发生着变化，如何使专业的人才培养模式与时俱进是值得我们探讨的问题。在大类招生、分流培养的背景下，建环专业本科生教学在课程设置上与土木、市政等“土木工程”一级学科内的相关专业有很多相通点，进行学科融合建设，能够使建环和土木工程相关专业的人才培养模式更适应社会的需求。本研究通过问卷调研的形式，获得建环专业与土木工程一级学科融通建设改革的依据，并结合高校建环专业现行的培养计划，对其课程体系融合改革进行探讨，为建环专业课程体系的制定提供建议。

关键词：建环专业;学科融合;课程体系改革

中图分类号：G642        文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）10-0127-04

Abstract： With the rapid development of the times， the demand of the State and society for the talents of the Architectural Environment and Energy Application Engineering is also changing. How to make the professional talent training mode keeps pace with the times is a problem worthy of our discussion. Under the background of large class enrollment and diversion training，there are many similarities in undergraduate teachingbetween Architectural Environment and Energy Application Engineeringof the first-level discipline of civil engineering. The integration of disciplines can make the training mode of personnel of Architectural Environment and Energy Application Engineering and Civil Engineering more suitable for the needs of the society .In this study， the basis of the reform of the discipline integration are obtained through the form of questionnaire investigation. Moreover， the current training plans of Architectural Environment and Energy Application Engineeringin universitiesare researched about the reform of the integration of curriculum system， and provide suggestions for the formulation of the curriculum system of Architectural Environment and Energy Application Engineering.

Keywords： Architectural Environment and Energy Application Engineering; discipline integration; curriculum reform

建筑环境与能源应用工程专业经过近70年的建设和发展，专业在国民经济方面发挥了越来越重要的作用。由于国家和社会对建环专业的需求也在不断变化，使得专业领域得到拓展并展示出专业强劲的生命力。另一方面，随着新工科建设的号角吹响，人才的实践能力和创新能力的培养得到更多的关注，工科教育应与社会发展相适应，与产业需求相结合[1]。而掌握建环专业与其他相关专业的多向需求并进行学科融合，是实现建环专业进一步满足国家和社会需求的重要举措，是实现可持续建设和发展的有力保障。因此，建环专业本科生教学在课程设置、培养模式上与土木、市政等“土木工程”一级学科内的相关专业的融合和协同问题，是建环专业及其他相关专业本科课程体系设置、教学模式设计改革的关键之一。

一、国内建环专业现状

（一）高校建环专业人才培养现状

目前设有建环专业的高等院校师资和生源质量差别很大，办学层次参差不齐。近些年建环专业本科教育在“扩宽基础、淡化专业”的口号影响下，外语、数学、计算机、人文社科类课时比重增加，专业课学时相对减少很多，与 2001年相比，專业课学分减少20个左右，相当于缩减了5-8门的课程，导致毕业生专业知识明显不能满足工程师的基本要求[2]。目前国内建环专业一般本科院校每年招生人数约占总招生人数的85%。一般本科院校主要是培养工程应用型人才，可见工程应用型人才是中国高等教育体系中建环专业人才培养的重要组成部分[3]，所以如何培养高质量的工程应用型人才是值得探讨的问题。

（二）建环专业人才需求发展的趋势

中国正处于产业结构升级阶段，很多行业向高、精、尖发展，它们中的某些产品对生产环境的要求很高，这提高了对建环专业人才迫切需求。而且由于产业结构的转型、建筑体量的增加、生活水平的提高，不仅加大了对建环专业人才的需求，更对人才质量提出了新的要求，也对建筑环境控制技术提出了新的挑战。例如电子制造技术的发展和生物制药等技术的发展，极大地促进了该专业洁净控制技术的发展;建筑总量的增加和对建筑节能的重视也使懂得专业技术的运行人员供不应求[4]。

二、各高校建环专业人才培养体系探索

（一）专业方向课程设置调研

本研究对清华大学、重庆大学、同济大学、哈尔滨工业大学、湖南大学、天津大学、大连理工大学以及中国矿业大学八所高校建筑环境与能源应用工程专业课程体系的设置进行调研，主要研究各高校在专业方向的人才培养内容，调研结果见表1。

由表1可以看出，各高校的专业方向上培养方案基本是一致的，都符合《高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范》，教学的专业基础知识课包括工程热力学、传热学、流体力学、建筑环境学、热质交换原理与设备、流体输配管网;专业知识课包括暖通空调、建筑热备自动化、冷热源设备与系统、建筑设备系统自动化、建筑环境与能源系统测试技术，工程管理与经济。通过这些课程学生可以系统掌握建环专业理论知识、设计方法和基本技能，了解本专业领域的具体研究方向和方法。但是这些课程中缺少讲授与本专业有关的法规、规范和标准的课程;专业课程设置比较偏理论、偏设计，工程应用方面的课程较少;同时，专业课程的知识体系也都是传统的技术和知识，缺少本专业新发展的相关技术知识，不利于学生对本专业的动态和发展趋勢的了解。

（二）课程体系研究与分析

结合天津大学、大连理工大学以及中国矿业大学三所高校现行的建环专业课程体系进行研究，对比分析它们课程设置的内容，并根据具体情况对其课程体系改革提出合理建议。

三所高校的课程体系设置大同小异，有很多相同的部分，基本都是由通识性知识课、自然科学基础知识课、工程技术基础知识课、专业基础知识课、专业知识课以及实践教学课组成。其中力学类课程天大分为两门，分别是材料力学和理论力学，而中国矿业大学和大连理工大学设置了一门工程力学，相对来说学时较少，后两所大学在力学类相关课程可以进一步加强;对于专业方向课，天津大学的供热工程、空调工程、通风工程分别授课，而中国矿业大学和大连理工大学将三门课程合并成一门暖通空调，使授课更具有系统性，有利于同学们对专业知识更全面的掌握，贴合实际工程应用;同时可以看出三所高校的课程设置中通识类基础课所占比重较大，专业方向的学分较少，可能会造成学生对专业类知识了解不够深刻，从而专业素养不高的问题。

在与土木工程的课程关联上，天津大学相关的课程有建筑技术经济学、施工组织与管理、建筑概论三门;大连理工大学相关的课程有建筑概论、建筑法规与施工组织管理两门;中国矿业大学相关的课程有工程经济学和土木工程材料两门。可以看出三所高校课程体系内容与土木工程专业都具有一定的关联性，但是在专业基础课中缺乏对土木工程相关专业知识的渗透，而且这些关联课程偏重理论，缺少对于工程的实际应用关联，不利于建环专业毕业生与土木工程专业毕业生在工作中的配合，建议可以理清各主干课程主要知识点的内在联系，整合现有的课程资源，构思实践性强的综合性工程题目，在统一规划的框架下分解题目，以特定的设计任务为目标，分阶段作为各课程设计题目供学生协作完成[5]。

三、建环专业与土木工程一级学科的融通

为了探讨建环专业与土木工程一级学科如何进行课程融合改革，本研究采用问卷调研的形式收集了各地专家学者的意见。

（一）调研问卷分析

在充分调研重点高校建筑环境与能源应用工程专业的培养计划的基础上，编写了《建环专业与土木工程一级学科融通建设改革调研问卷》，内容上主要包括填表人基本信息、课程体系调研、教育教学方式调研三大部分。

本次问卷调研收到525份有效答卷，其中建环专业毕业生占71.43%，大部分人员的工作单位是高校、设计院、研究院，主要从事教学、科研、技术咨询等工作。根据问卷调查结果，现行的建环专业毕业生的知识结构对土木工程专业和其他相关专业的工作完全理解且可以配合的占8.57%，基本理解且可以进行一般配合的占63.81%，理解和配合有一定困难的占25.14%;而现行的土木工程专业和其他相关专业毕业生的知识结构对建环专业的工作完全理解且可以配合的占6.29%，基本理解且可以进行一般配合的占57.14%，理解和配合有一定困难的占31.43%;关于开展建环专业与土木工程一级学科融通的课程改革问题，61.33%的人认为有必要，20%的人认为非常有必要，可见建环专业与土木工程两个专业毕业生工作上的配合是需要学科融通的，建环专业与土木工程一级学科学科融通改革是适应社会发展潮流的。

（二）建环专业课程体系存在的问题

针对目前建环专业的课程体系存在的问题，64.19%的人认为与土木工程一级学科关联性较少，43.62%的人认为课程体系与目前的工程界脱节，20.57%的人认为课程知识体系陈旧。另外，建环专业课程体系还存在缺少对行业内标准、规范体系应用的培养的问题;传热传湿相关课程多、力学安全相关课程少;重复性知识点在多门课程出现，如流体输配管网与供热工程，建筑环境学与空调工程等;传统建环专业完全是针对设计岗，偏设计比较多，而有关其他方向的课程较少，如自动控制、合同能源管理、建筑热工、建筑材料等;灵活性不强，特色自主内容缺乏;现场实操不够、系统性学习不够;与给水排水、电气、结构、通信等配合需要加强。而对于土木工程专业的课程体系，70.48%的人认为与土木类其他课程知识体系关联性有待提高，29.14%的人认为课程体系与目前的工程界脱节，14.29%的人认为课程知识体系陈旧。另外，土木工程课程体系知识还存在偏理论多，与实际工程问题的联系需要加强以及热学知识体系不够的问题。

所以建环专业的课程体系需要加强与土木工程专业的关联性，在学科基础课上多普及一些力学、建筑概论、施工管理等与土木工程专业相关的知识;加强与工程应用的关联性，理论性知识可以适当减弱，增加一些工程案例的讲解，提高同学们对所学知识的工程应用能力;课程知识体系也应该与时俱进，这就需要对教材更新，适当减弱一些传统老旧和重复性的内容，增加一些新技术和行业内标准、规范体系的普及，提高学习的系统性和灵活性。

（三）课程门类和课程设置方式的融通

关于建环专业与土木工程类专业及其他专业可以实现专业融合的课程门类，58.67%的人认为环境类，49.9%的人认为力学类，54.29%的人认为控制类，49.71%的人认为热学类，46.1%的人认为管理类。由此可以看出建环专业与土木工程专业可以实现专业融合的门类范围很广，环境类、力学类、控制类、热学类、管理类等课程在实现专业融合方面都具有一定的可行性。

对于能够使得建环更好地与土木工程类专业及其他专业相结合的课程设置方式，78.6%的人认为应在相关专业课程中渗透与土木工程类专业及其他专业相关的内容，34.2%的人认为应单独增设一些体系化的土木工程类课程。所以专业课老师们在讲解专业课时可以相互配合，在讲解内容上渗透一些与土木工程类专业及其他专业相关的知识是一个很好的教学方式，对于以后建环专业毕业生与土木工程类相关专业毕业生在工作中的配合和理解很有帮助，这就需要教材在编写过程中增加一部分土木工程类的知识。也可以共同开设基础课，增加学生土建工程概念;或者通过案例解读与产品使用调研，结合现场情况对实际案例予以讲解;也可以组织建环专业和土木工程专业的学生现场实地参观实习，一起做设计项目;加强不同學科之间的学术交流氛围，周期性举行不同专业学术之间的交流也是很好的教学方法。

（四）建环专业课程体系改革

在现行的建环专业课程设置中，有关“热学”方面的课程49.52%的人认为需要进一步加强，43.24%的人认为应保持现状;有关“力学”方面的课程42.1%的人认为需要进一步加强，40%的人认为应保持现状，14.33%的人认为可以适当减弱。所以关于“热学”和“力学”方面的课程学时可能较少，有的达不到学习效果，需要进一步加强。为了增加建环专业本科生对土木类专业及其他专业的理解，建议建环专业课程设置中，应该加强的课程门类60.57%人认为施工管理类，58.86%的人认为控制类和运维管理类，29.71%的人认为力学类。因而可以看出施工管理类、控制类、运维管理类等方面的课程与土木类专业联系较大，需要进一步加强。

针对目前建环专业的课程体系，55.62%的人认为有必要增加人工智能类相关课程，如电气基础控制，机械智能控制，暖通设备智能化控制，建筑设备系统智能控制，AIOT相关的控制理论等自动化控制相关课程，建筑信息化与人工智能，智慧建筑技术，智慧供暖，人工智能的现代方法，智能化运行与维护等智能类相关课程，数据挖掘技术，数据高级处理，大数据分析方法，大数据原理与应用等大数据类课程;34.86%的人认为有必要增加土木工程类相关课程，如土木工程概论，土建基础，建筑材料、建筑节能，建筑热工相关，建筑改造，混凝土结构设计基本原理，结构力学，力学基础及在建环专业中的运用，工程项目组织与管理，房屋建筑学，现场设备、管道的安装与调试;还有人认为，应保持主干，增加其他方向通识课，增加水、电专业一些基础知识学习，最好是综合性概括性强的课，增加环境类如空气污染控制，可再生能源应用，环境评价，燃气热电联产，余热利用，固、液、气三废治理理论与实践课程;增加软件类如新编程语言、HTML5等基础知识，CFD相关内容的课程;增加工程应用类如工程概预算、招投标知识，增加案例学习与多专业解决方案技术;也应增加目前新技术新设备应用学习，如空调主机水泵智能配电系统，太阳能建筑应用与智能微网。

四、结束语

由于国家和社会对建环专业人才的质量提出了更高的要求，建环专业与土木工程一级学科融通建设是有必要的，可以促进两个专业的毕业生在工作中的理解与配合，从而提高工作效率。目前建环专业的课程体系存在与土木工程一级学科关联性较少、与目前的工程界脱节等问题。

建环专业与土木工程相关专业可以实现专业融合的门类范围很大，环境类、力学类、控制类、热学类、管理类等课程在专业融合方面都可以很好地实现。在相关专业课程中渗透与土木工程类专业及其他专业相关的内容的课程设置放手，有助于建环专业更好地与土木工程类专业及其他专业相融合。

建环专业课程体系可以适当增加人工智能类和土木工程类相关课程。施工管理类、控制类、运维管理类等方面的课程与土木类专业联系较大，在建环专业课程体系设置中需要进一步加强。

参考文献：

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基金项目：教育部首批新工科研究与实践项目“传统工科专业改造提升及多元创新人才培养体系的探索与实践”（教高厅函〔2018〕17号）

作者简介：赵靖（1982-），女，汉族，天津人，博士，副教授，研究方向：建筑节能。